基于BIM的装配式混凝土风电塔筒安装与控制方法研究
摘 要
随着各国的环境保护意识逐渐强烈，发展可再生能源是人类应对能源危机和全球气候变暖双重挑战的必定选择。风能作为最具有开发潜力和发展优势的可再生能源，已成为世界各国的首选。在国家的政策背景下，我国将大力发展风电行业，且风电塔筒高度在不断增加。装配式混凝土风电塔筒结构因其刚度大、强度高、寿命长、分片安装与运输等优势，有着广阔的应用前景。因此，结合BIM技术对装配式混凝土风电塔筒的安装施工展开深入研究，具有重要的理论和实践意义。本文以江苏省宝应鲁垛 92.5MW 风电场项目为背景，创建装配式混凝土风电塔筒构件BIM数据库，实现塔筒预拼装和吊装优化。主要研究内容如下：
①在分析装配式混凝土风电塔筒结构特征基础上，结合现场实际情况，对该结构的施工工艺进行了分析，梳理其施工的重难点技术问题，提出BIM技术在施工过程中的应用价值。
②创建装配式混凝土风电塔筒构件BIM数据库。针对装配式混凝土风电塔筒的组合构件单元，对其构件类别、命名规则、几何信息、非几何信息等进行分析和确定，统一建模标准；建立塔筒的Revit专项族库，采用C++完成数据库开发，为塔筒结构的快速拼装及吊装提供了平台条件。同时，将RFID技术与数据库相结合，利用RFID技术实现对塔筒构件的身份识别，便于在施工阶段将构件信息录入数据库，实现对装配式混凝土风电塔筒安装施工过程的信息化管理。
③通过BIM技术进行装配式混凝土风电塔筒的虚拟预拼装，实现了塔筒节段的施工现场精准拼装。根据虚拟预拼装的流程，提出塔筒构件拼装时的质量控制点和需实测实量内容清单，并实现数据库中构件模型更新。此外，将更新后的构件模型导入Navisworks 软件进行碰撞检查和虚拟预拼装，发现问题构件并及时处理，确保施工过程安全和塔筒拼装质量。
④提出一种装配式混凝土风电塔筒节段吊装方案优化方法，并对高空安装施工控制方法进行分析。提出基于RAGA的投影寻踪模型的机械选型优化方法，提高选型速度与精度。调用装配式混凝土风电塔筒构件BIM数据库中的构件模型，并将其导入Navisworks 软件，建立三维场地布置模型，对吊装过程进行模拟，不断优化场地布置和吊装流程，进而实现塔筒节段的高效吊装。此外，对塔筒高空安装过程中节段间水平缝灌浆、垂直度控制、预应力钢绞线张拉等方法进行分析，确保塔筒节段安装质量。
关键词：BIM技术；装配式塔筒；构件数据库；虚拟预拼装；高效吊装
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